【纺织原料】高强维纶纤维

在防护装备与工业用纺织品领域，国内外现有工装面料面临显著性能瓶颈：国外军警作训服及厂矿工作服多采用棉/棉织物，我国则以涤/棉混纺为主，但两类面料均存在使用牢度不足的问题，不仅削弱劳动保护效果，还影响军警战术动作执行与仪容仪表。

高性能纤维如对位芳纶、超高分子量聚乙烯等虽强度优异，但受限于成本高昂、加工难度大及服用舒适性缺陷，难以应用于普通工装领域；而传统纺织纤维中缺乏兼具性价比与高强度的材料。因此，依托维纶理论强度高（理论值可达22cN/dtex）、吸湿性能适中（回潮率5-6%）、原料资源丰富（聚乙烯醇PVA可由电石或天然气制备）及产业化基础成熟等优势，定向开发高强维纶纤维，可以实现防护性能与服用舒适性的平衡。

1 高强维纶纤维微观结构特征

1.1截面形态

高强维纶成品纤维截面呈规则豆形结构（见图1），区别于普通湿法纺丝维纶的锯齿形外观。该结构特征表明：

（1）凝固过程中皮层与芯层实现均衡收缩，大直径皮层无皱曲地收缩至较小周长，形成致密皮层。

（2）截面从圆形转变为豆形且芯层无空隙，印证纤维中心结构的均匀致密性。

图1 高强维纶纤维截面形态

1.2晶体与取向结构

1.2.1 结晶度优势

（1）缩醛化后结晶度达81%左右，较普通维纶提高10-15%。

（2）成品结晶度71%左右，比普通维纶高8-12%，结晶区有序排列增强分子间作用力。

1.2.2 取向度指标

声速法测得缩醛化后取向因子0.9983，成品取向因子0.9949，接近理想取向状态（取向因子1.0），显著优于普通维纶。

2 高强维纶纤维核心性能参数与优势

2.1力学性能突破

高强维纶具有优异的力学性能，见表1。

表1 高强维纶的力学性能

通过优化纺织工艺（如增加纱线中纤维弯曲度、提升织物纱线曲屈波高），可弥补断裂伸长率略低的问题，保证织物延展性。

2.2耐湿热与加工性能

2.2.1 耐热水性

（1）耐热水性RP值达113-115℃（高于普通维纶105-110℃）。

（2）100℃水煮30min：重量损失率0.06-0.11%，强度保持率96.0-97.8%。

（3）85℃皂煮30min（含助剂）：重量损失率0.64-0.96%，强度保持率96.1-98.4%。

2.2.2 耐高温干热性能

（1）175℃×6min干热：强度保持率94.2-99.0%。

（2）200℃×2min干热：强度保持率91.3-98.0%，满足染整定形与印花焙烘需求。

2.2.3 耐光老化性能

氙灯照射192h后强度保持率：高强维纶95%，涤纶83%，棉纤维70%，耐光性显著优于传统纤维。

2.3 工业化生产指标

（1）拉伸断裂强度：≥8.0cN/dtex。

（2）断裂伸长率：≥12%。

（3）水中软化点：≥114℃。

（4）卷曲数：≥15个/25mm。

（5）产品规格：棉型（1.5-3.0dtex×38mm）、中长型（3.0-5.0dtex×51mm）、毛型（5.0-8.0dtex×65mm）。

3 应用场景与技术价值

3.1典型应用领域

3.1.1 军警防护装备

作训服、战术背心基布，提升耐磨抗撕裂性能，同时满足湿热环境下的吸湿排汗需求。

3.1.2 工业安全防护

矿山、冶金、消防等行业工作服，抵抗机械摩擦与热辐射，兼顾穿着舒适性。

3.1.3 特种纺织品

绳索、帆布、过滤材料等，利用高强度与耐候性拓展应用场景。

3.2技术创新价值

3.2.1 性价比优势

成本仅为芳纶纤维的1/5-1/3，填补中高端工装面料的性能-价格空白。

3.2.2 绿色环保

PVA原料可生物降解，生产工艺与现有维纶生产线兼容，降低产业升级成本。

3.2.3 性能集成

具有高强（≥8cN/dt）、高吸湿（回潮率5.5%）、耐高温（软化点≥114℃）的多维度性能集成，打破了传统纤维性能互斥瓶颈。

4 技术发展与产业化展望

当前高强维纶已实现千吨级工业化生产，后续发展方向包括：

（1）通过分子链改性提升耐有机溶剂性能，拓展航空航天轻量化应用。

（2）开发抗菌、抗静电、阻燃等多功能集成品种，满足复杂工况防护需求.

（3）推动高强维纶在工装领域的行业标准制定，加速替代传统涤/棉与纯棉面料。

5 结语

高强维纶纤维不仅克服了传统工装面料性能上的局限，更为军警防护装备与工业用纺织品领域带来了革命性的改变。

来源：纺织大学堂

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